基于UG的密封端盖虚拟制造研究

摘 要:以UG 6.0为基础,进行密封端盖的3D建模。在UG MoldWizard下,完成密封端盖的注塑模具设计,实现对型腔和型芯的3D零件的创建。运用UG/NC对模具型芯进行加工刀路设计,模拟其加工过程。利用UG系统的后置处理,将刀具轨迹转化为适合数控加工的NC程序。提高了模具设计质量、产品制造质量,缩短了设计、制造周期。利用3D实体建模与CAM刀位轨迹源文件数据实时交换,实现设计、制造一体化。

关键词:UG/CAM 模具 数控加工

中图分类号:TQ320.52 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0123-02

对于注塑模具设计,传统的设计方法主要依模具设计师的直觉和经验,模具通常经过反复的试模和修正才能投入生产,模具的设计周期长、质量差、成本高。而现代模具工业中,小批量、个性化、尺寸精度高的产品较多,且更新换代周期越来越短,因此对模具的设计和制造的要求就越来越高了。为了适应时代的要求必须缩短生产周期,提高模具质量。由于UG采用单一数据,便于3D实体建模与CAM刀位轨迹源文件数据实时交换,因而易于实现模具设计、制造一体化。

1密封端盖的3D建模和零件分析

1.1 零件3D建模

在建模过程中,根据零件图设计塑件图,利用UG 6.0进行草图设计。利用实体回转、求和、求差、圆角等功能进行实体造型。按照AutoCAD图纸给定数据定义草绘。完成零件的3D建模,如图1所示。

1.2 模具设计

模具设计的内容包括:确定型腔个数,分模,动模部分详细设计以及定模部分详细设计等。这一阶段的任务既可以使用基本的UG造型和编辑工具来完成,也可以使用基于知识的智能化模具设计工具UG MoldWizard。UG MoldWizard是高度自动化的注塑模具设计系统,它的用户界面友好,内嵌许多高级模具设计师的模具设计知识,能够极大提高模具设计的效率[3]。

在UG 6.0中,打开已经造型完的产品,进入注塑模模块,设置参数后初始化。设置模具坐标系,工件收缩率(本实例中塑件采用ABS塑料,收缩率设置为1.006),点击工件,设置默认尺寸,因端盖零件尺寸较小,可确立一模四腔的设计方案。点击分型按钮、编辑分型线、析出区域。创建凸模(型芯),如图2所示。

2运用UG软件进行模具型芯数控铣削加工

模具制造是根据注塑工件的技术要求、几何形状、加工精度等来设置切削方式、步进方式和百分比、每刀切深、进刀/退刀、下道工序的余量、安全高度、主轴转速和进给速度、冷却液开关等。在定义各种具体参数的基础上,将刀具轨迹生成CLSF数据。将机床数据文件与CLSF文件一起在CAM中作后处理,生成PTP文件,即NC代码。

2.1 型芯的铣削加工

进入加工环境,首先进行加工初始化选择cam_general和mill_contour。设置加工坐标系,指定安全平面,选择加工对象(零件),在铣削几何体中指定毛坯,创建加工过程中所有刀具,如图3所示。创建加工中D20r1刀具,设置铣削刀具参数,如图4所示。用同样的方法创建D10r0.5,D5r0.2两把刀具。

在程序顺序视图中创建操作,在操作子类型中选用cavity_mill,单击【确定】,对铣削的【每刀深度】【切削参数】【进给和速度】等按照粗加工的要求进行参数设定。后单击生成刀轨,系统自动生成的刀轨,如图5所示。最后进行3D动态仿真,仿真效果,如图6所示。

2.2 生成加工NC代码

利用UG系统的后处理功能生成端盖型芯所需要的NC代码。UG的后置处理器UG-POST为UG/NC模块提供了一种非常简单迅速的机床选配文件生成器[4]。同时,UG-POST允许用户自己定义后处理命令,可以为更多类型的机床提供后处理。由于选用不同的后处理器,所产生的后处理程序的格式并不是固定的,必须根据所使用的机床的格式要求来编写后处理器程序。目前用得较多的是法那克、西门子、三菱等几种数控系统[5]。本例采用了法那克数控系统编程方法对后处理程序进行部分修改,机床采用的是XH714,必须根据型芯的实体模型和使用刀具参数设置XH714的型芯工件坐标原点后才能试切。单击【加工操作】工具条中的【后处理】按钮,系统弹出“后处理”对话框,如图7所示。单击【确定】,系统自动生成NC程序,如图8所示。

3结语

使用UG进行虚拟制造,完成3D建模就可以对产品的外观造型进行分析。利用UG/NC模块对工件进行虚拟加工,加工合格,便可直接生成数控加工程序。UG加工编程使得复杂零件的加工变得简单、方便,最主要是更为准确,减轻了工艺人员对复杂工件编程的劳动量。并且UG提供的设计理念将设计、制造、装配等融为一体,使用单一数据库。这样便可更快捷的实现产品的设计,在设计过程中可以直接修改模型,缩短了新产品的开发周期。

参考文献

[1] 贾颖莲,何世松.Pro/E在注塑模具设计中的研究与应用[J].煤矿机械,2007,28(5):75～77.

[2] 杨金岭.基于UG NX的锻造模具设计和制造技术[J].模具技术,2008(2):49～51.

[3] 刘春玲,魏冰阳.基于UG软件的灯头注塑模具设计[J].机械管理开发,2008,23(5):97～100.

[4] 刘雪,李强.基于UG的注塑模具的设计及加工[J].机械研究与应用,2007,5(2):93～95.

[5] 范希营,郭永环.基于UG/NX/CAM的复杂型腔的实体造型及铣削加工[J].机械设计与制造,2009(10):150～151.